4

Утверждаю: Зав.Каф. Орт в.А.Гречихин экзаменационная программа

по курсу «ЭЛЕКТРОДИНАМИКА»

Тема 1. Основы теории электромагнитного поля

1. Описание электромагнитного поля, зарядов и токов.

Электромагнитное поле. Заряды и токи. Уравнение непрерывности.

2. Уравнения Максвелла.

Закон Ампера. 1-е уравнение Максвелла, плотность тока смещения, тока проводимости и стороннего тока. Закон электромагнитной индукции. 2-е уравнение Максвелла. Закон Гаусса. 3-е уравнение Максвелла. Закон неразрывности магнитных силовых линий. 4-е уравнение Максвелла.

3. Материальные уравнения электромагнитного поля. Типы сред.

4. Анализ уравнений Максвелла.

Уравнения Максвелла в дифференциальной форме. Неразрывность силовых линий полного тока. Пример.

5. Комплексные амплитуды полей.

Понятие комплексной амплитуды вектора поля. Уравнения Максвелла для комплексных амплитуд. Комплексная диэлектрическая проницаемость. Угол диэлектрических потерь.

6. Энергетические соотношения в электромагнитном поле.

Закон сохранения энергии для ограниченного объема. Теорема Пойнтинга для мгновенных значений в дифференциальной и интегральной форме.

Средний баланс энергии при гармонических колебаниях и его смысл. Частные случаи.

7. Граничные условия.

Постановка задачи. Граничные условия для нормальных и для касательных составляющих векторов электрического поля. Случай поверхности идеального проводника.

Граничные условия для нормальных и для касательных составляющих векторов магнитного поля. Случай поверхности идеального проводника.

Типовые задачи: 3.1.4., 3.1.13., 3.1.26., 3.2.3., 3.2.8., 3.2.13.

Тема 2. Плоские электромагнитные волны

1. Решение уравнений электродинамики для случая плоских волн.

Постановка задачи. Уравнения Гельмгольца для однородной среды без источников.

Решение уравнения Гельмгольца для одномерного волнового процесса. Анализ полученных решений.

Плоская электромагнитная волна, распространяющаяся в сторону увеличения координаты z. Случай плоской волны с составляющими Е_х и Н_у. Анализ пространственных и временных распределений.

2. Характеристики плоской волны.

Фазовая скорость, длина волны, характеристическое сопротивление. Плотность потока мощности в плоской электромагнитной волне. Связь характеристик плоской электромагнитной волны с параметрами среды. Частные случаи.

3. Электромагнитные волны в средах с частотной дисперсией.

Электромагнитные волны в хорошо проводящей (металлоподобной) среде. Затухание волн и глубина проникновения. Особенности металлоподобной среды. (Знать: порядок величины и частотную зависимость глубины проникновения).

Плазма и ее параметры. Бесстолкновительная плазма: докритическая и закритическая плазма (знать порядок плазменной частоты в ионосфере).

Распространение узкополосных сигналов в среде с частотной дисперсией. Групповая скорость и время групповой задержки. Групповая скорость в бесстолкновительной докритической плазме. Искажения импульсных сигналов в среде с частотной дисперсией.